基于VM600硬件汽機脹差探頭的安裝及注意事項

董永超

摘 要：脹差是汽輪機啟動、運行和停機過程中需要監視的重要參數，一旦脹差數值超過危險值，系統立刻發出停機指令，為保證汽機安全運行，所以脹差的正確安裝至關重要。

關鍵詞：汽輪機；脹差；VM600；補償測量

中圖分類號：TK26 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）30-0093-02

前言

汽輪機是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械，通常在高溫高壓參數下工作，它是火力發電廠最主要的設備之一，它被用來拖動發電機。除此之外，在化工、冶金、制藥工業中被用來拖動鼓風機或壓縮機、在航空母艦上被用來驅動螺旋槳等。脹差探頭工作在高溫高壓的環境中，如果安裝不準確，可能造成汽輪機動靜葉片的摩擦，造成設備損壞，重新安裝需要機組完全冷卻下來，造成經濟和時間的浪費。

1 VM600單個探頭的線性及補償時的線性問題

在安裝脹差探頭前要對探頭進行線性校驗，看其測量精度和誤差范圍是否滿足用戶要求。

（1）準備校驗探頭的設備并搭建系統。需要的設備有VM600框架及卡件、脹差探頭系統、電源、校驗平臺，螺絲刀、導線若干等。第一步在VM600軟件平臺做系統組態工作。第二步按照接線圖把探頭系統和卡件連接起來，系統上電。第三步驗證探頭是否可以正常工作，如果一切正常即可開始對探頭的線性校驗工作。

（2）對單個探頭的線性校驗。脹差探頭是電渦流探頭，線性工作電壓是-1.6-17.6VDC，靈敏度是1.33V/mm，所以探頭的線性范圍是12mm，按照軟件中該探頭的零點電壓設置為-5.6VDC，探頭量程是-3-9，把探頭安裝到試驗平臺上，把電壓調整到-1.6VDC，然后使探頭以每1mm的距離遠離被側面，同時記錄距離和當前距離探頭電壓的變化，通過記錄的電壓變化和探頭的靈敏度，可以計算出測量的理論值，也可以計算出探頭在各個位置的誤差值，如圖1、圖2。

（3）補償脹差的線性校驗。每個探頭的測量范圍是12mm，所以兩個探頭補償測量的最大線性范圍為24mm，測量范圍在軟件中可以設置，探頭A按-5.6VDC安裝，探頭B按離被測面19mm安裝，相對安裝，然后調校驗平臺上兩個探頭1mm的距離遠離和接近被側面，同時記錄距離和當前距離探頭電壓的變化，通過記錄的電壓變化和探頭的靈敏度，可以計算出測量的理論值，也可以計算出探頭在各個位置的誤差值，圖表如圖3、圖4。

如果校驗完的誤差小于最大允許的誤差值，下一步進行探頭的安裝。

2 補償脹差探頭的現場安裝

一般情況下廠家規定推力軸承的中心點為零點確定為脹差的零點位置。高壓缸脹差以轉子向機頭方向膨脹為正，低壓缸脹差以轉子向發電機方向膨脹為正。因此現在需要協調機務專業將汽輪機大軸頂到推力軸承的零點上。但現場實際情況是，機務專業很難將大軸準確的頂到推力軸承的零點位置上。所以現場機務專業一般會將大軸在推力軸承的工作面上，調試人員要根據推力軸承的間隙值確認探頭應該安裝的間隙電壓。某哈汽350MW機組脹差跳機值是-1.52和16.7。根據跳機值和補償探頭的測量范圍選擇補償脹差的量程為-3-18，安裝大概示意如圖5。

以探頭A定方向并在軟件中設定好A的零位電壓為-5.6VDC，探頭A的安裝電壓為安裝電壓=-5.6-0.5*L*K（L：推力間隙，K：探頭靈敏度）；在傳感器B的零點電壓計算公式為：-（17.6+1.33*6）=-25.58VDC，因為探頭B的安裝位置超過其量程，超量程部分非線性，不能按照電壓安裝，如果按電壓安裝，那么要求探頭支架是能精確位置調整的支架，支架的加工難度和費用倍增，這種情況下B探頭按-1.33*10.5=-14VDC的交叉電壓安裝，然后再通過在支架上調整B探頭的位置，即向遠離被側面移動6毫米，按照補償測量的原理和測得探頭死區范圍約1mm，B探頭可以按距離被側面19mm安裝。在-3-6范圍內A探頭測量，探頭B在非線性區域，不參與測量；同理9-18范圍內只有B探頭測量，而在6-9的重疊區域兩個探頭都參與測量，軟件中的計算公式是（A-B）/2。

3 補償脹差探頭安裝注意事項

探頭的安裝中重要的是必須緊固，且符合安裝間隙值或安裝電壓值；探頭電纜的彎曲半徑不小于4cm；探頭電纜的末端連接頭如果不連接延長電纜時，需要用干凈的布包好，以防止連接頭被污染；箱內的電纜必須理順，不能存在與接頭緊固方向相反的扭力；探頭電纜每隔20cm需固定一下；探頭電纜和延長電纜的連接頭處必須密封并絕緣。處理方法是：先用膠帶裹緊（生料帶或防油膠帶），然后再用熱縮管進行保護，熱縮管兩端必須緊固；前置放大器必須對地絕緣安裝，前置器之間也要相互絕緣；如果電渦流探頭安裝不采用延長套管，則探頭根部也要密封，因為根部進油會導致探頭內線圈老化，首先在根部涂密封膠，然后熱縮管密封。

4 結束語

本文給出的基于VM600硬件汽機補償脹差B探頭按距離安裝的校驗依據和方法，相比于以前的按電壓裝操作簡單，準確度高，希望本文能給從事于汽輪機調試的同事及朋友些許幫助。

參考文獻：

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[2]王仲奇，秦仁.透平機械原理[J].1987（03）.

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